Научная статья на тему 'Проектирование легких насыпей на слабых основаниях с применением геокомпозиционных материаловдля строительства транспортных сооружений'

Проектирование легких насыпей на слабых основаниях с применением геокомпозиционных материаловдля строительства транспортных сооружений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
282
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВСПЕНЕННЫЙ ПОЛИСТИРОЛ / EXPANDED POLYSTYRENE / ЛЕГКИЕ НАСЫПИ / ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО / HYDROTECHNIC CONSTRUCTION / УСТОЙЧИВОСТЬ / SUSTAINABILITY / LIGHTWEIGHT MOUNDS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Кочетков А. В., Янковский Л. В., Кокодеева Н. Е., Валиев Ш. Н.

Рассмотрены вопросы проектирования легких насыпей на слабых основаниях с применением легких геокомпозиционных материалов, в том числе из вспененного полистирола (EPS). Основная область применения облегченных насыпей из EPS-блоков: линейные участки сооружений на слабом основании; подходы к мостовым сооружениям на слабом основании; уширение насыпей на слабом основании; строительство дорог на участках возможных оползней; устройство заполнения за подпорными стенками. Критерием при проектировании сооружения из EPS-блоков является предотвращение преждевременных разрушений покрытия, таких как образование колеи, трещин и т. п.,выходящих за пределы требований предельного состояния эксплуатационной пригодности. Представляется перспективной апробация данной инновационной технологии строительства, поскольку применение освоенных отечественным производством современных EPS-блоков позволяет оказать комплексное влияние на работоспособность конструкции гидротехнического или транспортного сооружения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Кочетков А. В., Янковский Л. В., Кокодеева Н. Е., Валиев Ш. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Design of Lightweight Mounds on Weak Bases with the Useof Geo-Composite Materials for Construction of Transport Structures

Issues of the design of lightweight mounds with the use of light geo-composition materials including expanded polystyrene (EPS) are considered. The main sphere of using lightweightmounds constructed of EPS blocks: linear sections of structures on lightweight base, approaches to bridge structures on lightweight base, widening of a bank on lightweightbase, construction of roads on areas of possible landslides, infilling behind retaining walls. A criterion when designing the structure made of EPS blocks is a prevention of prematurefailures of pavement such as the rutting, cracks etc. which are beyond the requirements for the limit state of serviceability. It seems to be prospective to approbate this innovativetechnique of construction since the use of up-to-date EPS blocks, mastered by domestic production, makes it possible to complexly influence on the workability of hydrotechnic ortransport structures.

Текст научной работы на тему «Проектирование легких насыпей на слабых основаниях с применением геокомпозиционных материаловдля строительства транспортных сооружений»

УДК 625.861

А.В. КОЧЕТКОВ1, д-р техн. наук, Л.В. ЯНКОВСКИЙ1, канд. техн. наук; Н.Е. КОКОДЕЕВА2, д-р техн. наук; Ш.Н. ВАЛИЕВ3, канд. техн. наук

1 Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614600, г. Пермь, Комсомольский просп., 29а)

2 Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А. (410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77)

3 Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (125319, Москва, Ленинградский просп., 64)

Проектирование легких насыпей на слабых основаниях с применением геокомпозиционных материалов для строительства транспортных сооружений

Рассмотрены вопросы проектирования легких насыпей на слабых основаниях с применением легких геокомпозиционных материалов, в том числе из вспененного полистирола (EPS). Основная область применения облегченных насыпей из EPS-блоков: линейные участки сооружений на слабом основании; подходы к мостовым сооружениям на слабом основании; уширение насыпей на слабом основании; строительство дорог на участках возможных оползней; устройство заполнения за подпорными стенками. Критерием при проектировании сооружения из EPS-блоков является предотвращение преждевременных разрушений покрытия, таких как образование колеи, трещин и т. п., выходящих за пределы требований предельного состояния эксплуатационной пригодности. Представляется перспективной апробация данной инновационной технологии строительства, поскольку применение освоенных отечественным производством современных EPS-блоков позволяет оказать комплексное влияние на работоспособность конструкции гидротехнического или транспортного сооружения.

Ключевые слова: вспененный полистирол, легкие насыпи, гидротехническое строительство, устойчивость.

A.V. KOCHETKOV1, Doctor Sciences (Engineering), L.V. YANKOVSKY1, Candidate of Sciences (Engineering); N.E. KOKODEEVA2, Doctor Sciences (Engineering); Sh.N. VALIEV3, Candidate of Sciences (Engineering);

1 Perm National Research Polytechnic University (29a Komsomolsky Avenue, 614600, Perm, Russian Federation)

2 Saratov State Technical University named after Yu.A. Gagarin (77 Politekhnicheskaya Street, 410054, Saratov, Russian Federation)

3 Moscow Automobile and Road Construction University (64 Leningradsky Avenue, 125319, Moscow, Russian Federation)

Design of Lightweight Mounds on Weak Bases with the Use of Geo-Composite Materials for Construction of Transport Structures

Issues of the design of lightweight mounds with the use of light geo-composition materials including expanded polystyrene (EPS) are considered. The main sphere of using lightweight mounds constructed of EPS blocks: linear sections of structures on lightweight base, approaches to bridge structures on lightweight base, widening of a bank on lightweight base, construction of roads on areas of possible landslides, infilling behind retaining walls. A criterion when designing the structure made of EPS blocks is a prevention of premature failures of pavement such as the rutting, cracks etc. which are beyond the requirements for the limit state of serviceability. It seems to be prospective to approbate this innovative technique of construction since the use of up-to-date EPS blocks, mastered by domestic production, makes it possible to complexly influence on the workability of hydrotechnic or transport structures.

Keywords: expanded polystyrene, lightweight mounds, hydrotechnic construction, sustainability.

В зарубежной практике (США, Скандинавские страны, Германия и др.) находит все большее применение технология устройства легких насыпей из EPS-блоков (из вспененного полистирола). Франция, Германия, Япония, Норвегия (начиная с 1972 г.), Великобритания работают в этом направлении. В США существует руководство с общим описанием принципов расчета и проектирования облегченных насыпей из EPS-блоков. Основные области их применения — участки насыпей на слабых основаниях, устройство заполнения за подпорными стенками [1, 2]. В дорожном строительстве применяют изделия из пенополистирола в виде плит толщиной до 100 мм, изготавливаемых методом экструзии (XPS плиты), и в виде блоков вспененного полистирола (EPS-блоки) [3].

Основные области применения облегченных насыпей из EPS-блоков:

— линейные участки автомобильных дорог на слабом основании;

— подходы к мостовым сооружениям на слабом основании;

— уширение насыпей на слабом основании;

— строительство автомобильных дорог на участках возможных оползней;

— устройство заполнения за подпорными стенками.

EPS-блоки имеют геотехническое назначение. Их

функции: сжимаемое включение; дренаж; снижение мас-

сы, шума и вибрации до пониженной амплитуды; структурное разделение сред; тепловая изоляция.

Мировая практика свидетельствует, что из всех легких материалов для устройства облегченных насыпей наибольший эффект дает применение EPS-блоков, широкое внедрение насыпей из которых за рубежом началось в середине 1980-х гг. С тех пор применение EPS-блоков ежегодно растет, особенно в Японии, а также в Скандинавских странах, США, Германии, Англии, Франции, других странах. По имеющимся данным, в мире построено более 3 тыс. дорожных объектов с применением EPS-блоков в объеме более 2,5 млн м3. Отечественный опыт применения EPS-блоков ограничен [3].

Блок из экспандированного полистирола (EPS) — это жесткое теплоизоляционное изделие прямоугольной формы, толщина которого ненамного меньше его ширины. Блоки поставляют с обрезными или необрезными кромками, толщиной 0,5—1 м, шириной 1—1,2 м, длиной 2—5 м.

Устройство легких насыпей может применяться для обеспечения устойчивости основания; снижения осадки и ускорения достижения ее допустимой величины. В этом случае в конструкции насыпи частично используют различные материалы, имеющие меньшую плотность, чем природный грунт. В качестве таких материалов возможно применение пенополистирола, легкого шлака, искусственных гранулированных материалов и т. п. [2].

Таблица 1

Показатель Марка пенополистирола

EPS 12 EPS 15 EPS 19 EPS 22 EPS 29 XPS 20 XPS 21 XPS 26 XPS 29 XPS 36 XPS 48

Плотность, кг/м3 11,2 14,4 18,4 21,6 28,8 19,2 20,8 25,6 28,8 35,2 48

Сжимающее сопротивление, кПа, при 1% сжатии 15 25 40 50 75 20 35 75 105 160 280

Сжимающее сопротивление, мин, кПа, при 5% сжатии 35 55 90 115 170 85 110 185 235 335 535

Сжимающее сопротивление, мин, кПа, при 10% сжатии 40 70 110 135 200 104 104 173 276 414 690

Таблица 2

Измерение, мм Все типы EPS

Ширина Длина Толщина 305-1219 (12 к 48) 1219-4877 (48 к 192) 25-1219 (1 к 48)

Проведен анализ европейского стандарта EN 14933:2007 «Теплоизоляция и легкие заполнители для применения в гражданском строительстве продукции заводского изготовления из экспандированного пенополи-стирола (EPS)», который устанавливает требования для изготовленных заводским способом продуктов из пенопо-листирола, применяемых для защиты легких насыпей с целью уменьшения горизонтального и вертикального давления грунта, а также в других целях при строительстве.

EPS-блоки изготавливаются в форме плит и блоков. Длину l и ширину b определяют согласно EN 822, толщину d — согласно EN 823, прямоугольность — согласно EN 824, прочность при изгибе — согласно EN 12089. Изделия должны обладать минимальной степенью прочности при изгибе усилием в 50 кПа. Классификацию горючести определяют согласно EN 13501-1. Размероустойчивость при определенном воздействии температуры и влажности определяют в соответствии с EN 1604. Испытания проводят после хранения в течение 4 ч при 23±20С и 90±5% относительной влажности. Относительное изменение ширины, длины и толщины не должно превышать 1%. Напряжение сжатия при 10% деформации или прочность при сжатии 10 определяют согласно EN 826. Размероустойчивость при определенных условиях температуры и влажности определяют по требованиям EN 1604 [4, 5].

Проведен анализ стандарта D 6817—04 [6], в котором отмечается, что EPS Geofoam формируют расширением гранул пенопласта. Изделия Geofoam должны иметь однородную плотность. Стандарт отражает минимально допустимые требования к данному виду материала. Технические (физические) требования представлены в табл. 1.

Линейные размеры EPS-блоков представлены в табл. 2.

С погрешностью, достаточной в обычных целях проектирования, до сжимающего напряжения 1% поведение напряжения EPS-блока Geofoam предполагают линейным и упругим (исследованиями установлено, что поведение линейно до уровня сжимающего напряжения приблизительно 0,5%). В результате новый параметр для EPS-блока был определен как напряжение упругого предела, т. е. как сжимающее усилие при 1% напряжении, принятое в стандартном методе контроля и испытания.

Стабилизация откосов производится с целью увеличения сил сопротивления необратимым деформациям: путем применения внешних конструктивных решений с использованием опор и противовесов для насыпей; применения строительных систем, установки анкеров; повышения внутренней прочности с помощью осушения; использования армирования при засыпке; биотехнического упрочнения, химической обработки, электроосмотического способа водопонижения, термообра-

ботки, снижения нагрузки, полного или частичного удаления нестабильных материалов, установки мостов (перемычек); изменения направлений или уклонов, установки внешних и/или внутренних водостоков, путем уменьшения массы.

Методические подходы при техническом нормировании напряженно-деформированного состояния материала EPS-блоков проиллюстрированы на рис. 1. Измерителями являются показатели напряжения при сжатии при 1-, 5- и 10%-й относительной деформации стандартного образца [6—8].

На рис. 2 представлено сечение конструкции насыпи с применением EPS-блоков [7, 8].

Покрытие может быть асфальтобетонным или це-ментобетонным.

Блоки должны быть размещены согласно рис. 3, где показано их типовое расположение.

EPS-блоки должны быть уложены до слоя дренажа, который помещен за их границей так, чтобы минимизировать нагрузку на него и облегчить строительство.

В дополнение к существенному сокращению вертикальных усилий также будет значительно уменьшено боковое давление грунта на сооружение.

Предполагается, что давление создается в двух направлениях: масса EPS-блоков и давление со стороны грунта, что показано на рис. 4.

Величины этих нагрузок изменяются в зависимости от силы тяжести или от сейсмической нагрузки.

На рис. 4 обозначено: WEPS — масса EPS-блоков; WSOIL — сила тяжести среды грунт—жидкость; РА — гори-

1 5 10

Относительное деформирование, %

Рис. 1. Методические подходы технического нормирования EPS-блоков

Рис. 2. Сечение конструкции насыпи с применением EPS-блоков

научно-технический и производственный журнал Q'fffjyTf S JJbrlbJ" 34 ноябрь 2015

зонтальная нагрузка со стороны среды грунт—жидкость; WP — нагрузка со стороны дорожного покрытия [8].

Активное давление со стороны грунта, действующее вдоль этого направления, вычисляется на основе уравнения Кулона. Рекомендуемая крутизна откосов — 1:0; 1:0,25; 1:0,33; 1:0,5. На участках с очень слабыми основаниями могут устраиваться более пологие откосы. Высота насыпей должна составлять от 1,5 до 16 м и более. Для засыпки боковых откосов возможно применение традиционных типов грунтов. Толщина засыпки не менее 0,25 м. Вертикальные откосы из EPS-блоков могут быть защищены сборными железобетонными панелями, гофрированной сталью и другими материалами. Крепление силовых ограждений, опор дорожных знаков, мачт наружного освещения и других систем обустройства производится к железобетонной плите, укладываемой по поверхности верхнего слоя ряда EPS-блоков. В общем случае расчет облегченной насыпи включает три фазы.

При расчете внешней устойчивости системы рассматривается взаимодействие комбинированной системы (насыпь и покрытие) с существующим грунтовым основанием. Расчет производят по предельным состояниям эксплуатационной пригодности и прочности (несущая способность и устойчивость при различных нагрузках). Данные расчета, а также ширина полосы отвода, предельно допустимое воздействие на расположенные под насыпью и вблизи нее конструкции, время строительства являются определяющими для выбора поперечного сечения насыпи. Производится оптимизация проекта из условия минимального объема EPS, потребного для соблюдения осадки и устойчивости [8].

Нет необходимости в укладке EPS-блоков на всю высоту от основания насыпи до грунта. При расчете внутренней устойчивости насыпи определяют несущую способность и возможность смещений при сейсмическом, водном (всплытие блоков при строительстве) и ветровом (сдувание блоков) воздействиях при строительстве. Производят выбор и спецификацию характеристик EPS-блоков, обеспечивающих надежность основания дорожной одежды, чтобы исключить развитие немедленных и развивающихся во времени деформаций (ползучесть), которые могут вызвать недопустимые осадки поверхности покрытия (предельное состояние эксплуатационной пригодности).

Критерием при проектировании сооружения из EPS-блоков является предотвращение преждевременных разрушений покрытия, таких как образование колеи, трещин и т. п., выходящих за пределы требований предельного состояния эксплуатационной пригодности. При проектировании и строительстве облегченных насыпей необходимо учитывать основные характеристики EPS-блоков [7]:

— прочность при сжатии. Исследованиями установлено, что допускаемое напряжение от постоянных нагрузок не должно превышать 30% прочности EPS при сжатии при 5% деформации. Проектная прочность при сжатии должна составлять не менее 100 кН/м2. В зарубежной практике наибольшее распространение получили блоки с удельной плотностью 20 кг/м3, что соответствует прочности 100 кН/м2. Блоки с более высокой прочностью (до 180 кН/м2) применяют при постоянных нагрузках, превышающих 30 кН/м2;

— геометрические размеры. Толщина 0,5—0,6 м (в США до 1 м); ширина 1—1,2 м; длина 2—5 м. Стороны блоков должны быть плоскими и располагаться под прямым углом;

— химическая стойкость. При проектировании и строительстве следует учитывать низкую стойкость EPS-блоков к воздействию органических растворителей — нефтепродуктов и природного газа;

Рис. 3. Изометрическое представление типичного расположения EPS-блоков

Рис. 4. Схема заполнения пространства в районе опор моста EPS-блоками

— водонасыщение заметно не сказывается на прочности EPS-блоков;

— долговременные характеристики (старение, биологическая стойкость).

Особенности строительства облегченных насыпей из EPS-блоков:

— укладка и подгонка блоков. Обычно масса EPS-блоков составляет 30—50 кг, что позволяет вести укладку вручную. Блоки смежных слоев укладываются горизонтальными слоями под прямым углом с перевязкой, чтобы избежать образования сплошных вертикальных швов. Чтобы приспособить форму блоков к конструкциям, производится их подгонка ручной или цепной пилой;

— крепление между блоками. При воздействии вертикальной нагрузки от законченной дорожной конструкции взаимного крепления между блоками не требуется. Для предотвращения смещения блоков в процессе строительства между слоями блоков устанавливают специальные крепежные детали.

Уникальная низкая удельная плотность материала EPS-блоков, составляющая около 1% от плотности грунта, применяемого в традиционных насыпях, в сочетании с требуемой прочностью позволяет нести нагрузки от автотранспорта, опорных элементов мостов и других воздействий. Указанные преимущества совместно с меньшей стоимостью строительства насыпей с применением EPS-блоков могут компенсировать разницу между их приведенной стоимостью (среднемировая цена 1 м3 — 40—50 долларов США) и грунта.

Для проектирования насыпи с применением EPS-блоков используются стандарты ASTM D578—95 стандартные спецификации для твердого теплоизоляционного пенополистирола и европейский стандарт EN 14933.

Часто применяют полиуретан как защитный материал для EPS-блоков. Такие покрытия являются идеальным решением для защиты вспененных материалов от

Рис. 5. Визуализация результатов проектирования строительства и реконструкции водопропускной трубы [8]

ультрафиолетового излучения, а также для защиты от различного характера механических воздействий.

В Норвегии применение EPS-блоков часто является временным техническим решением, например при сооружении конусов мостов, так как там высокие прочностные свойства EPS-блоков позволят использовать их в качестве несущей конструкции мостового сооружения (пролетное строение опирается на EPS-блоки). Известны многочисленные проекты применения EPS-блоков в Нидерландах (Деревня Фургона, 1988 г.), в Германии (Байнбрех, 1996 г.), в Скандинавии и Японии. Применение EPS-блоков ежегодно растет. Более 50% объема применения в дорожном строительстве EPS-блоков приходится на Японию, для которой характерно широкое распространение слабых грунтов и высокая сейсмическая активность [1, 2].

Известны примеры применения конструкции облегченной насыпи из EPS-блоков на подходе к путепроводу на федеральной автомагистрали 1—15 г. Солт-Лейк-Сити, штат Иллинойс (США). В Канаде блоки полистирола, известного также как Geofoam, используют в проектах строительства мостовых переходов. В настоящее время их применение становится массовой тенденцией.

В 1960 г. в результате крупного землетрясения устои моста через реку Cayumapu (Чили) были значительно деформированы. В 1997 г. был разработан и осуществлен проект строительства нового моста рядом со старым, в котором подъездные части к устоям были заполнены по-листирольными блоками, что позволило снизить нагрузку на грунтовое основание и избежать в дальнейшем просадку насыпи и выдавливание грунтом опор моста.

Возможно использование EPS-блоков в ландшафтной архитектуре, устройстве гидротехнических сооружений, таких как дамбы и причалы. Мировая практика показала, что данные конструктивные решения не только позволяют возводить насыпи и инженерные сооружения в сложных инженерно-геологических условиях, но и способствуют снижению стоимости строительства.

Типичные размеры EPS-блоков в США составляли 610x1220x2440 мм. Позже были применены более толстые блоки с увеличением толщины от 610 до 760 и 1000 мм в зависимости от используемого грунта. Поэтому много EPS-блоков, произведенных в настоящее время в США, являются почти квадратными в поперечном сечении. Полный диапазон плотности EPS 10—100 кг/м3, практически применяют блоки с плотностью в диапазоне меньше 16—32 кг/м3.

Также известна некоторая вариативность плотности EPS-блоков в партии, даже если будут использовать производственный контроль качества. Это связано с изменчивостью в производстве EPS-блоков. Удельная масса больше в центре блока, меньше на краях.

Визуализация результатов проектирования строительства и реконструкции водопропускной трубы представлена на рис. 5.

Проведенный анализ показывает высокую ремонтопригодность технологии с применением EPS-блоков для реконструкции поврежденных водопропускных труб. Подобные исследования проводили мониторингом накопленных деформаций в облегченной насыпи из EPS-блоков конуса моста в г. Леккенберг (Норвегия).

Известен пример возведения насыпи из EPS-блоков над гофрированной водопропускной трубой [8].

На этапе выполнения проекта должна быть тщательно исследована опасность плавучести EPS-блоков.

Технические нормативы для EPS-блоков содержат повышенные требования по пожаробезопасности [8].

Выбор того или иного технического решения легких насыпей на слабых основаниях с применением EPS-блоков выполняют на основе технико-экономического сопоставления вариантов. При этом следует учитывать возникающий в сопоставлении с традиционными решениями технический эффект, связанный с повышением надежности дорожных и других конструкций, качества строительства, что не всегда может быть оценено количественно.

При выполнении работ по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог высоких технических категорий, а также в сложных грунтово-гидрологических условиях (слабые основания, грунты особых разновидностей, подтопляемые откосы) рекомендуется предусматривать их научно-техническое сопровождение.

Важной задачей проектирования легких насыпей на слабых основаниях, реализуемой в рамках научного сопровождения, является повышение жесткости и устойчивости нижней части насыпи для повышения допустимой нагрузки на слабое основание. Решаемые в этом случае задачи: расширение возможности возведения насыпей на слабом основании без выторфовыва-ния или с частичным выторфовыванием; снижение объемов земляных работ и неравномерности осадки; сокращение сроков производства работ до устройства покрытия. Использование легких насыпей на слабых основаниях с применением EPS-блоков, в том числе с вертикальными боковыми поверхностями (вертикальные насыпи), минимизирует необходимость переноса подземных инженерных коммуникаций, пересекающих насыпь, и уменьшает влияние на другие близлежащие сооружения.

Составленный пример моделирования легкой насыпи на слабом основании в одном из программных комплексов расчета оснований и фундаментов приведен на рис. 6.

Анализ зарубежного опыта применения легких насыпей на слабых основаниях с EPS-блоками показал, что разработку конструктивных решений легких насыпей на слабых основаниях с EPS-блоками рекомендуется проводить с применением геосинтетических материалов, в частности георешеток.

При этом снижается неравномерность деформирования при заполнении георешеток крупнофракционным дренирующим материалом (щебень, гравий, песчано-гравийная смесь); создается капилляропреры-вающий слой. В этом случае может быть принято конструктивное решение применения разделяющей прослойки из геосинтетического материала (нетканый геотекстиль плотностью не менее 200 г/м2) под георешеткой. В данной ситуации рекомендуется применение георешеток высотой 150—200 мм с размером ячейки 200—260 мм; улучшаются условия консолидации легкой насыпи на слабом основании; обеспечиваются прочность и устойчивость слоев дорожной одежды из несвязных строительных материалов; повышается эксплуатационная надежность и сроки службы дорожных покрытий; снижается объем использования каменных ма-

36

ноябрь 2015

iA ®

Рис. 6. Пример компьютерного моделирования легкой насыпи на слабом основании в программном комплексе расчета оснований и фундаментов

териалов; возникает возможность разрабатывать новые проектные решения; компенсируются недостатки используемых дорожно-строительных материалов, повышая их механические свойства, а в некоторых случаях превращая их в материал с новыми свойствами.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Важно отметить отличительные свойства EPS-бло-ков — легкость, однородность размерных показателей, сплошность и монолитность, малая вариативность используемых компонентов, высокое качество и однородность показателей серийного промышленного производства, возможность восстанавливать свою форму в значительно большем диапазоне относительных деформаций в отличие от зернистой структуры таких дорожно-строительных материалов, как песок и щебень.

Разработан перечень предложений по внедрению EPS-блоков с созданием методов и комплекта оборудования мониторинга состояния легких насыпей в период консолидации при строительстве и эксплуатации; методического обеспечения строительства и мониторинга состояния легких насыпей в системе координат местности с использованием 3D- и цифровых моделей; структуры электронного паспорта легкой насыпи на слабых основаниях с применением EPS-блоков; экспресс-методов для определения механических свойств применяемых EPS-блоков; опытно-экспериментальных участков на слабых грунтовых основаниях, торфяных основаниях, мостовых сооружениях, вертикальных подпорных стенках; при укреплении откосов; при совмещенном применении с геосинтетическими материалами, применении в качестве дамб, строительстве опытных участков автомобильных дорог.

Выводы

Мировая практика показала, что данные конструктивные решения не только позволяют возводить насыпи и инженерные сооружения в сложных инженерно-геологических условиях, но и существенно снизить стоимость строительства. Рекомендуемые технологии проектирования основаны на обеспечении свойств однородности, повышении срока службы и уменьшении коэффициента вариации размерно-механических характеристик легких насыпей из современных EPS-блоков.

Строительство облегченных насыпей с применением EPS-блоков по сравнению с обычными насыпями имеет преимущества: сокращение величины и времени прохождения осадки; простота технологии и сокращение сроков строительства; возможность производства работ в неблагоприятных погодных условиях; возможность избежать применения методов предварительной нагрузки на слабое основание, отсыпки насыпи с перегрузкой и стадийного строительства; значительное снижение затрат на содержание сооружений при неравномерной осадке и длительной консолидации основания; снижение требуемой ширины полосы отвода благодаря возможности устройства более крутых или вертикаль-

ных откосов; снижение боковой нагрузки на мостовые устои и подпорные стенки гидротехнических сооружений; снижение неравномерности относительной осадки сооружения и примыкающей насыпи; снижение относительной осадки при ушире-нии насыпей на слабом основании; полное исключение или уменьшение объема перекладки инженерных сетей, проходящих под насыпью; снижение нагрузки на сооружения, расположенные под насыпью; приемлемый срок службы; значительное снижение гравитационных нагрузок на основание насыпей и инерционных сил, возникающих при землетрясениях.

Список литературы

1. Евтюков С.А., Матюсова Е.Ю. Несущая способность насыпи из EPS-блоков. Алгоритм подбора блоков с оптимальной плотностью // Вестник гражданских инженеров. 2012. № 1. С. 127-130.

2. Проектирование и строительство облегченных насыпей с применением EPS-блоков // Автомобильные дороги. 2007. № 10. С. 73-75.

3. Евтюков С.А., Рябинин Г.А., Спектор А.Г. Строительство, расчет и проектирование облегченных насыпей / Под ред. Е.П. Медреса. СПб.: ИД «Петрополис». 2009. 260 с.

4. EN 13163:2001 Материалы теплоизоляционные для зданий и сооружений. Изделия из экспандированно-го полистирола (EPS). Технические условия.

5. ISO 12491:1997 Статистические методы контроля качества строительных материалов и изделий.

6. ASTM D 6817-04 Standard Specification for Rigid Cellular Polystyrene Geofoam Твердый клеточный пенопласт Geofoam.

7. «Guideline and Recommended Standard for Application in Highway Embankments» Transportation Research Board, Washington, DC, 2004 58 pp.

8. 4-th International Conference of Geofoam Blocks in Construction application. Norway, 2011. IV Международная конференция по вопросам применения гео-фом (пенополистирольных) - блоков в строительстве (EPS 2011), Норвегия.

References

1. Evtiukov S.A., Matiusova E.Iu. The bearing capacity of the embankment of the EPS-blocks. Algorithm selection blocks with optimal density. Vestnik grazhdanskikh in-zhenerov. 2012. No. 1, рр. 127-130. (In Russian).

2. Design and construction of embankments using lightweight EPS-blocks. Avtomobil'nye dorogi. 2007. No. 10, рр. 73-75. (In Russian).

3. Evtiukov S.A., Ryabinin G.A., Spektor A.G. Stroitel'stvo, raschet i proektirovanie oblegchennykh nasypei [Construction, calculation and design of lightweight embankments. Ed. by E.P. Madres]. SPb.: «Petropolis». 2009. 260 p.

4. EN 13163:2001 Thermal insulation products for buildings - Factory made products of expanded polystyrene (EPS) - Specification.

5. ISO 12491:1997 Statistical methods for quality control of building materials and components.

6. ASTM D 6817-04 Standard Specification for Rigid Cellular Polystyrene Geofoam.

7. «Guideline and recommended standard for application in highway embankments» Transportation Research Board. Washington. DC. 2004. 58 p.

8. 4-th International Conference of Geofoam Blocks in Construction application. Norway, 2011.

Cj научно-технический и производственный журнал

® ноябрь 2015 37"

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.